CN115242212A - 弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块 - Google Patents

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Abstract

一种弹性波装置，包含布线基板、对向设置于所述布线基板的装置芯片，及将所述布线基板与所述装置芯片密封的密封部，所述装置芯片包括共振器、电连接共振器的布线图案、电连接布线图案的凸块焊垫，及形成于凸块焊垫间且高度为BH的第一密封材料侵入防止壁，布线基板包括对应凸块焊垫的布线基板侧凸块焊垫，及高度为CH的第二密封材料侵入防止壁；所述布线基板与所述装置芯片的距离为A，A<BH+CH，A>BH，且A>CH；沿所述装置芯片的厚度方向透视所述弹性波装置，所述第一密封材料侵入防止壁与所述第二密封材料侵入防止壁的位置不相重叠。借此，能提供消除损坏或减少损坏、并能阻挡密封材料侵入所述弹性波装置的内部空间的弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块。

Description

弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块
技术领域
本公开涉及一种弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块。
背景技术
日本专利文献1(特开2020-102713)示例一种弹性波装置。所述弹性波装置包含其与基板共同形成的中空部，与用于阻止密封材料从外部侵入所述中空部的坝部。
从俯视图观之，借由形成包围叉指换能器(Interdigital Transducer，IDT)电极与连接部的所述坝部，能阻止密封材料侵入所述弹性波装置的内部空间。
然而，要在布线基板与装置芯片间，形成几乎完全包覆所述内部空间的坝部并不容易。在压碎凸块的同时以超声波进行覆晶接合，所述布线基板与所述装置芯片间的距离会有很大的制造误差。因此，在接合的过程中所述装置芯片可能会与所述坝部碰撞而损坏。
并且，在所述布线基板上形成比所述布线基板与所述装置芯片的距离更高的所述坝部，会阻碍所述弹性波装置的小型化。在接合时为了避免所述装置芯片与所述坝部碰撞，必须与所述装置芯片的安装区域保持距离。
发明内容
本公开有鉴于上述问题，目的在于提供一种能消除损坏或减少损坏、并能阻挡密封材料侵入所述弹性波装置的内部空间的弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块。
本公开弹性波装置，包含：布线基板、对向设置于所述布线基板的装置芯片，及将所述布线基板与所述装置芯片一起密封的密封部，所述装置芯片包括多个共振器、电连接多个所述共振器的布线图案、电连接所述布线图案的多个凸块焊垫，及形成于多个所述凸块焊垫间的第一密封材料侵入防止壁，所述布线基板具有形成在对应于多个所述凸块焊垫的位置的多个布线基板侧凸块焊垫，及与所述多个布线基板侧凸块焊垫同侧的第二密封材料侵入防止壁；
所述布线基板与所述装置芯片的距离为A，所述第一密封材料侵入防止壁的高度为BH，所述第二密封材料侵入防止壁的高度为CH，A<BH+CH，A>BH，且A>CH；沿所述装置芯片的厚度方向透视所述弹性波装置，所述第一密封材料侵入防止壁与所述第二密封材料侵入防止壁的位置不相重叠。
本公开的一种形态，所述第一密封材料侵入防止壁的BH<所述第二密封材料侵入防止壁的CH。
本公开的一种形态，所述布线图案的高度与所述第一密封材料侵入防止壁的BH相同。
本公开的一种形态，所述第二密封材料侵入防止壁连续或断续地形成并包围多个所述共振器。
本公开的一种形态，所述第二密封材料侵入防止壁由金属层及/或绝缘层形成。
本公开的一种形态，沿所述装置芯片的厚度方向透视所述弹性波装置，所述第二密封材料侵入防止壁的一部分与所述装置芯片的外缘重叠。
本公开的一种形态，所述第二密封材料侵入防止壁形成于多个所述布线基板侧凸块焊垫间。
本公开的一种形态，所述第二密封材料侵入防止壁设置在比所述第一密封材料侵入防止壁更接近所述装置芯片的中央区域的位置。
本公开的一种形态，所述第二密封材料侵入防止壁包括设置在比所述第一密封材料侵入防止壁更接近所述装置芯片的中央区域的位置的内侧部分，及比所述第一密封材料侵入防止壁更远离所述装置芯片的中央区域的位置的外侧部分。
本公开的一种形态，所述装置芯片具有将压电基板与由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃形成的基板接合而成的基板。
本公开的一种形态，所述第一密封材料侵入防止壁比所述布线图案还细。
本公开的一种形态，多个所述共振器为弹性表面波共振器，并在所述装置芯片上形成带通滤波器或双工器。
本公开的一种形态，多个所述共振器为声薄膜共振器，并在所述装置芯片上形成带通滤波器或双工器。
本公开模块，包含所述弹性波装置。
本发明的有益的效果在于：根据本公开，能提供一种消除损坏或减少损坏、并能阻挡密封材料侵入所述弹性波装置的内部空间的弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块。
附图说明
图1是第一实施例的弹性波装置的剖面图。
图2是所述第一实施例的装置芯片的主面的示意图。
图3是沿图2剖面线D-D的剖面图。
图4是从上面透视弹性波装置，所述装置芯片的外缘与第二密封材料侵入防止壁的一部分重叠的示意图。
图5是所述第二密封材料侵入防止壁断续地形成并包围多个共振器的示意图。
图6是所述第二密封材料侵入防止壁比第一密封材料侵入防止壁更接近所述装置芯片的中央区域的示意图。
图7是所述第二密封材料侵入防止壁设置在比所述第一密封材料侵入防止壁更接近及更不接近所述装置芯片的中央区域的位置的示意图。
图8是第一实施例的所述弹性波装置的共振器为声薄膜共振器的示意图。
图9是第二实施例的模块的剖面图，该模块使用所述弹性波装置。
具体实施方式
以下将根据附图说明本发明的具体实施态样。需注意的是，各图中相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分会适当地简化或省略说明。
(第一实施例)
图1是第一实施例的弹性波装置1的剖面图。所述弹性波装置1包含布线基板2。作为一个示例，所述布线基板2可以是含有树脂的多层基板。
在另一个示例中，所述布线基板2例如也可以是由多个介电层形成的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics：LTCC)多层基板。所述布线基板2的内部也可以形成电容器或电感器等无源组件。
在图1的示例中，作为所述布线基板2的组件安装面的上表面设有多个布线基板侧凸块焊垫2b。所述布线基板2的下表面例如可以是主板(motherboard)的安装面。所述布线基板2的下表面设有多个导电性焊垫2c。所述布线基板侧凸块焊垫2b与所述导电性焊垫2c通过对应的内部导体2a或通孔导体连接。
在所述布线基板2上设有电连接所述布线基板2的装置芯片3所述装置芯片3即为表面弹性波装置芯片。所述装置芯片3具有以压电材料制成的压电基板3a。
作为一个示例，所述压电基板3a可以是以钽酸锂、铌酸锂或水晶等压电单晶形成的基板。在另一个示例中，所述压电基板3a可以是由压电陶瓷形成的基板。
在又一个示例中，所述压电基板3a可以是压电基板与支持基板接合而成的基板。所述支持基板例如可以是由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃形成的基板。
作为一个示例，所述压电基板3a作为设置功能组件的基板。例如，在所述装置芯片3面向所述布线基板2的一面(下表面)中，设有接收滤波器与发送滤波器。
所述接收滤波器以让预期的频带中的电信号通过的方式形成。例如，所述接收滤波器可以是多个串联共振器与多个并联共振器形成的梯型滤波器。
所述发送滤波器以让预期的频带中的电信号通过的方式形成。例如，所述发送滤波器可以是多个串联共振器与多个并联共振器形成的梯型滤波器。
图1示出了所述装置芯片3的主面(即上文中描述的面向所述布线基板2的一面，下表面)上设有多个凸块焊垫3b与具有周期性的多个电极3c。作为一个示例，多个所述电极3c为梳状的电极指，即IDT电极。
从电源侧的引线端子将高频电场施加于所述IDT电极而激发弹性表面波，所述弹性表面波根据压电效应转换成高频电场，因此可获得滤波器的特性。
所述凸块焊垫3b与所述布线基板侧凸块焊垫2b通过凸块4电性连接。所述凸块4例如为金、导电胶或焊料。
所述弹性波装置1包含密封部5。所述密封部5密封所述装置芯片3，并在所述布线基板2与所述装置芯片3间形成内部空间6。作为一个示例，所述装置芯片3安装于所述布线基板2，之后在所述装置芯片3上以横跨所述装置芯片3的方式设置树脂层。
作为一个示例，所述树脂层为薄层化的液态环氧树脂。在另一个示例中，所述树脂层也可以是有别于环氧树脂的聚酰亚胺等合成树脂。所述树脂层的上表面可以设置以聚对苯二甲酸(PET)制成的保护薄膜，或者所述树脂层的下表面可以设置以聚酯纤维制成的基底薄膜。
借由在所述装置芯片3上放置树脂层，将所述树脂层暂时固定在所述装置芯片3上。接着，将具有所述装置芯片3、所述树脂层与所述布线基板2的结构，以通过至少加热到所述树脂层的软化温度的上滚轴与下滚轴间的方式，使所述树脂层填充在所述装置芯片3的侧面和所述布线基板2的上表面间。上述方法被称为热滚压合法。
只要能如图1达到层压的效果，也可以采用热滚压合法以外的方法。
之后，为了让所述树脂层完全硬化，接着进行热压制程。例如，借由具备加热至树脂的固化温度的上模具与下模具的热压机，将所述树脂层往所述布线基板2的方向施压，在抑制所述内部空间6中空气膨胀的同时让树脂硬化。
根据所述示例，加热升温所述树脂层到一次软化温度并加压使其产生形变，而让所述树脂层紧密地附着在所述装置芯片3的外表面与所述布线基板2的上表面，之后借由加热升温至固化温度使形状固定，而形成所述密封部5。例如，所述密封部5让所述内部空间6成为密闭空间，并补强了所述布线基板2对所述装置芯片3的固着力。
在图1的示例中，所述内部空间6是被所述装置芯片3的主面、所述布线基板2的上表面和所述密封部5包围的密闭空间。所述布线基板2上可以设置两个以上的装置芯片。作为一个示例，所述密封部5为热固性树脂。
根据又另一个示例，所述密封部5也能以金属作为密封材料而形成，也能以气溶胶沉积法(Aerosol Deposition Method)形成。特别是采用气溶胶沉积法并以金属或氮化铝作为密封材料，能制作出具有高散热性的弹性波装置。
图2是所述装置芯片3的主面的示意图。在所述示例中，所述装置芯片3的主面设有多个共振器31。每一共振器31的两侧分别设有反射器32。所述共振器31的厚度例如为150nm～400nm。
并且，所述装置芯片3设有多个所述凸块焊垫3b与电连接多个所述共振器31的布线图案3d。所述凸块焊垫3b电连接所述布线图案3d，与所述布线图案3d可以由银、铝、铜、钛、钯等适当的金属或合金制成。在另一个示例中，所述凸块焊垫3b与所述布线图案3d也可以是通过层叠多个金属层而形成的层叠金属膜。所述布线图案3d的厚度例如介于1μm～8μm。
在多个所述凸块焊垫3b间设有第一密封材料侵入防止壁B。所述第一密封材料侵入防止壁B沿着所述装置芯片3的主面的略呈长方形的形状的边缘，大致平行地形成在四个角落的所述凸块焊垫3b间。所述第一密封材料侵入防止壁B比所述布线图案3d还细。
所述第一密封材料侵入防止壁B可以不接触所述凸块焊垫3b，也可以连接于作为接地电位的凸块焊垫3bGND。在以金属等形成所述第一密封材料侵入防止壁B的时候，借由将所述第一密封材料侵入防止壁B适当地连接于接地电位的所述凸块焊垫3bGND，能获得接地强化或屏蔽的效果。并且，也能抑制密封材料侵入所述第一密封材料侵入防止壁B与所述凸块焊垫3bGND间的间隙GAP。
如图2所示，第二密封材料侵入防止壁C形成于所述布线基板2上。如图2所示，从上面透视所述弹性波装置1，所述第二密封材料侵入防止壁C包围所述装置芯片3，并且，不与所述第一密封材料侵入防止壁B重叠。
图3是沿图2剖面线D-D的剖面图。如图3所示，所述布线基板2形成有与所述多个布线基板侧凸块焊垫2b同侧的所述第二密封材料侵入防止壁C。
所述装置芯片3具有所述第一密封材料侵入防止壁B。在此，所述布线基板2与所述装置芯片3间的距离A，比所述第一密封材料侵入防止壁B的高度BH与所述第二密封材料侵入防止壁C的高度CH的总和小。并且，所述距离A比所述第一密封材料侵入防止壁B的高度BH大，且比所述第二密封材料侵入防止壁C的高度CH大。
根据所述示例，可抑制构成所述密封部5的密封材料侵入所述布线基板2与所述装置芯片3间的内部空间6。
所述布线基板2与所述装置芯片3的距离A例如为35μm。并且，所述第一密封材料侵入防止壁B的高度BH例如为4μm～8μm。并且，所述第二密封材料侵入防止壁C的高度CH例如为30μm～34μm。
并且，如图2所示，所述凸块焊垫3b的高度与所述第一密封材料侵入防止壁B的高度BH可以相同。并且，如图2所示，所述布线图案3d的高度与所述第一密封材料侵入防止壁B的高度BH也可以相同。
根据图3的示例，所述第一密封材料侵入防止壁B的高度BH，比所述第二密封材料侵入防止壁C的高度CH小。
所述第一密封材料侵入防止壁B，例如可以由金属制成。在所述第一密封材料侵入防止壁B与所述布线图案3d为相同材料且高度相同的情况下，两者可以同时形成。
所述第二密封材料侵入防止壁C，例如由阻焊剂(Solder Resist，SR)等绝缘体形成。或者，也可以由金属及/或绝缘体形成。
图4是从上面透视所述弹性波装置1，所述装置芯片3的外缘与所述第二密封材料侵入防止壁C的一部分重叠的示意图。根据所述示例，能提供更小型化的弹性波装置。
图5是所述第二密封材料侵入防止壁C断续地形成并包围多个所述共振器31的示意图。并且，如图5所示，所述第二密封材料侵入防止壁C形成在多个所述布线基板侧凸块焊垫2b(图5未示出，如图1所示)间。在密封材料不会侵入所述装置芯片3的四个角落的区域的情况下，可以采用上述结构。
图6是所述第二密封材料侵入防止壁C比所述第一密封材料侵入防止壁B更接近所述装置芯片3的中央区域的示意图。如图6所示，从上面透视所述弹性波装置1，所述第二密封材料侵入防止壁C完全落于所述装置芯片3的区域内，并连续地包围多个所述共振器31。
根据所述示例，可以在不增加所述弹性波装置1的体积的前提下抑制密封材料的侵入。
图7是所述第二密封材料侵入防止壁C的示意图，图解所述第二密封材料侵入防止壁C包括设置在比所述第一密封材料侵入防止壁B更接近所述装置芯片3的中央区域的位置的内侧部分C(IN)，及设置在比所述第一密封材料侵入防止壁B更远离所述装置芯片3的中央区域的位置的外侧部分C(OUT)。
如图7所示，从上面透视所述弹性波装置1，第二密封材料侵入防止壁C的内侧部分C(IN)完全落于所述装置芯片3的区域内，且断续地形成并包围多个所述共振器31。
并且，通过断续地形成，即使所述第一密封材料侵入防止壁B与所述布线图案3d的高度相同，所述布线图案3d也不会和所述第二密封材料侵入防止壁C碰撞。
如图7所示，从上面透视所述弹性波装置1，第二密封材料侵入防止壁C的外侧部分C(OUT)与所述装置芯片3的外缘重叠。根据所述示例，能进一步地抑制所述密封材料侵入。
所述共振器可以为弹性表面波共振器，并在所述装置芯片上形成带通滤波器或双工器。所述共振器也可以为声薄膜共振器，并在所述装置芯片上形成带通滤波器或双工器。接着，借由图8说明所述共振器为声薄膜共振器的示例。图8是第一实施例的所述弹性波装置的共振器为声薄膜共振器的示意图。
如图8所示，芯片基板60具有装置芯片3的功能。例如所述芯片基板60是硅等半导体，或者是蓝宝石、氧化铝、尖晶石或玻璃等绝缘基板。
所述芯片基板60上设有压电膜62。所述压电膜62的材料例如为氮化铝。
下部电极64与上部电极66将所述压电膜62夹置其中。所述下部电极64与所述上部电极66例如由钌等金属制成。
所述下部电极64与所述芯片基板60间形成空隙68。
在所述声薄膜共振器中，所述下部电极64及所述上部电极66在所述压电膜62内以厚度纵向振动模式激发弹性波。
在本实施例中以一个所述装置芯片作说明，但在其他示例中，所述弹性波装置也可以设有多个所述装置芯片。例如，所述弹性波装置还包含第二装置芯片，所述第二装置芯片设有具有多个弹性表面波共振器的带通滤波器。根据别的示例，所述弹性波装置还包含第二装置芯片，所述第二装置芯片设有具有多个声薄膜共振器的带通滤波器。
(第二实施例)
图9是第二实施例的模块的剖面图，该模块使用所述弹性波装置。并且，与所述第一实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分省略说明。
在图9中，模块100包含布线基板130、集成电路元件IC、所述弹性波装置1、电感器111，及密封部117。
所述布线基板130与所述第一实施例的布线基板2相同。
虽然图中未示出，所述集成电路元件IC安装在所述布线基板130的内部。所述集成电路元件IC包括开关电路与低噪声放大器。
所述弹性波装置1安装于所述布线基板130的主面。
所述电感器111安装于所述布线基板130的主面。所述电感器111是为了阻抗匹配而安装。例如，所述电感器111为集成无源装置(Integrated Passive Device，IPD)。
所述密封部117将包含所述弹性波装置1在内的多个电子元件密封。
根据上述第二实施例，所述模块100包含所述弹性波装置1。因此，能提供安装面积较小的模块100。
虽然以上描述了至少一个实施态样，应当理解的是，本领域技术人员能容易想到进行各种变化、修正或改进。上述变化、修正或改进也属于本公开的一部分，并且，属于本发明的范围。
应当理解的是，这里所描述的方法或装置的实施态样，不仅限于以上说明所记载或附图所示例的构成组件的架构和排列。方法和装置能以其他实施态样安装，或以其他实施态样施行。
所述实施例仅用于说明，并没有限定的意思。
本公开所使用的描述或用词仅是为了说明，并没有限定的必要。这里的“包括”、“具备”、“具有”、“包含”及其变化的使用，具有包括之后列举的项目、其等同物和附加项目的意思。
“或(或者)”的用词，或任何使用“或(或者)”描述的用语，可解释为所述描述用语中的其中一个、大于一个，或全部的意思。
前、后、左、右、顶、底、上、下，及水平、垂直的引用都是为了方便描述，并非限定本发明中任一构成组件的位置与空间配置。因此，上述说明与附图只是示例性的。

Claims (14)

1.一种弹性波装置，其特征在于包含：布线基板、对向设置于所述布线基板的装置芯片，及将所述布线基板与所述装置芯片一起密封的密封部，所述装置芯片包括多个共振器、电连接多个所述共振器的布线图案、电连接所述布线图案的多个凸块焊垫，及形成于多个所述凸块焊垫间的第一密封材料侵入防止壁，所述布线基板具有形成在对应于多个所述凸块焊垫的位置的多个布线基板侧凸块焊垫，及与所述多个布线基板侧凸块焊垫同侧的第二密封材料侵入防止壁；
所述布线基板与所述装置芯片的距离为A，所述第一密封材料侵入防止壁的高度为BH，所述第二密封材料侵入防止壁的高度为CH，A<BH+CH，A>BH，且A>CH；沿所述装置芯片的厚度方向透视所述弹性波装置，所述第一密封材料侵入防止壁与所述第二密封材料侵入防止壁的位置不相重叠。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第一密封材料侵入防止壁的BH<所述第二密封材料侵入防止壁的CH。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述布线图案的高度与所述第一密封材料侵入防止壁的BH相同。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第二密封材料侵入防止壁连续或断续地形成并包围多个所述共振器。
5.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第二密封材料侵入防止壁由金属层及/或绝缘层形成。
6.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：沿所述装置芯片的厚度方向透视所述弹性波装置，所述第二密封材料侵入防止壁的一部分与所述装置芯片的外缘重叠。
7.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第二密封材料侵入防止壁形成于多个所述布线基板侧凸块焊垫间。
8.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第二密封材料侵入防止壁设置在比所述第一密封材料侵入防止壁更接近所述装置芯片的中央区域的位置。
9.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第二密封材料侵入防止壁包括设置在比所述第一密封材料侵入防止壁更接近所述装置芯片的中央区域的位置的内侧部分，及比所述第一密封材料侵入防止壁更远离所述装置芯片的中央区域的位置的外侧部分。
10.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述装置芯片具有将压电基板与由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃形成的基板接合而成的基板。
11.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第一密封材料侵入防止壁比所述布线图案还细。
12.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：多个所述共振器为弹性表面波共振器，并在所述装置芯片上形成带通滤波器或双工器。
13.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：多个所述共振器为声薄膜共振器，并在所述装置芯片上形成带通滤波器或双工器。
14.一种模块，包含权利要求1至13中任一项所述的弹性波装置。
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